Урок - исследование по теме "Атмосферное давление" 7 класс
план-конспект урока по физике (7 класс) по теме

Урок - исследование по теме «Атмосферное давление»

7 класс

Цели:

1. Повторить и обобщить знания учащихся по теме «Атмосферное давление».

2. Создать условия для познавательной деятельности учащихся.

3. Развивать интерес к физике через демонстрацию занимательных опытов.

Форма урока: урок – поисковая беседа

Предварительная подготовка: группы учеников по 2 человека готовят опыты по демонстрации действия атмосферного давления.

«…Атмосфера оживляет Землю. Океаны, моря, реки, ручьи, леса, растения, животные, человек – все живет в атмосфере и благодаря ей. Земля плавает в воздушном океане; его волны омывают как вершины гор, так и их подножия; а мы живем на дне этого океана, со всех сторон им охваченные, насквозь им проникнутые…»

К. Фламмарион  (Французский астроном XIX столетия).

Учитель: (рассказ сопровождается показом иллюстрации)

Мы живем на дне воздушного океана. Окружающий нас воздух так прозрачен и легок, что до XVII века в науке господствовало убеждение о его невесомости. Теперь мы знаем, что воздух имеет вес и поэтому существует атмосферное давление. Одно из доказательств – знаменитый опыт с Магдебурскими полушариями- о котором вы наверняка слышали. Опыт этот был произведен 8 мая 1654 года при весьма торжественной обстановке. Жители города Регенсбурга и члены Регенсбургского имперского съезда во главе с императором Фердинандом  III были свидетелями поразительного зрелища: 16 лошадей изо всех сил старались разнять два приложенных к друг другу медных полушария. Что связывало их? «Ничто»,- воздух. И тем не менее восемь лошадей, тянувших в одну сторону, и восемь, тянувших в другую, оказались не в силах их разъединить. Так ученый бургомистр Отто фон Герике воочию показал всем, что воздух – вовсе не «ничто», что он имеет вес и давит со значительной силой на все земные предметы.

Посмотрите на модель этого опыта и объясните, в чем тут дело. Демонстрация опыта. (Показывают ученики, готовившие опыт)

Вырезается резиновое кольцо с учетом внутреннего и внешнего диаметров граненого стакана и кладется на стакан. Поджигаем кусок бумаги, опускаем в стакан и почти сразу закрываем вторым стаканом. Через 1-2 с поднимаем верхний стакан, за ним поднимется и нижний. (Рис 2)

Объяснение опыта:

При горении воздух нагревается. После закрытия стаканом процесс горения прекращается. Воздух начинает охлаждаться. В стаканах возникает разряжение, благодаря которому они начинают прижиматься друг к другу атмосферным давлением.

Итак, воздух имеет вес, а значит, существует атмосферное давление.

Давайте проведем серию опытов и убедимся, что это давление значительно.

 Опыт 1 К фанерной дощечке размером 100Х100 мм кнопками прикрепляется резиновая прокладка. В пол–литровую стеклянную банку опускаем зажженную бумажку. Почти сразу накрываем банку дощечкой. Огонь гаснет. Через 1-2 с поднимаем дощечку. Вместе с ней поднимается банка, в которую втянулась резина. Чем объяснить подъем банки с дощечкой и втягивание резины?

Где на практике используется данное явление?

Объяснение опыта такое же как и предыдущего со стаканами.

На практике используется для лечения с помощью медицинских банок.

Опыт 2

Листок газетной бумаги сворачивается в виде гармошки и поджигается. Когда бумага разгорится, опускаем ее в колбу. Через 1-2 с плотно накрываем ее ладонью. Бумага перестает гореть. Еще через 1-2 с поднимаем ладонь. Вместе с ней поднимается колба. Почему?

Объяснение опыта:

При горении бумаги воздух нагревается, давление увеличивается и часть воздуха выходит. После того как колбу накроют ладонью, воздух охладится и там возникает разряжение. Колба удерживается на ладони атмосферным давлением.

Опыт 3 «Яйцо в графине»

Для опыта берем сваренное и очищенное яйцо. Листок бумаги, свернутый гармошкой поджигаем, опускаем в графин. Через 1-2 с горлышко накрываем яйцом. Горение бумаги прекращается, и яйцо начинает втягиваться в графин. Объясните это явление.

Объясняется этот опыт так же как и предыдущий (с колбой).

Опыт 4 «Как выйти сухим из воды»

Кладу монету на большую плоскую тарелку, наливаю столько воды, чтобы она покрыла монету, и предлагаю ученикам подсказать способ, как ее можно взять руками, не замочив при этом пальцев.

Для подсказки обращаю их внимание на предыдущие опыты. Стараюсь подвести их самих к правильной догадке наводящими вопросами. После этого зажигаю бумажку, кладу ее горящей внутрь стакана и быстро ставлю стакан на тарелку близ монеты дном вверх. Бумага гаснет, стакан наполняется белым дымом, а затем под ним сама собой собирается вся вода с тарелки. Монету можно брать.

Объяснение этого опыта такое же, как и предыдущих. Бумага горит, нагревает воздух в стакане, давление воздуха при этом возрастает, и часть газа выходит наружу. Когда бумага гаснет, воздух остывает, при его охлаждении давление уменьшается, и под стакан входит вода, вгоняемая туда давлением наружного воздуха.

Обращаю внимание учеников на неправильное объяснение таких опытов. Ставлю перед ними вопрос: а может дело в сгорании кислорода? При горении бумаги сгорает кислород и поэтому количество газа уменьшается и уменьшается давление. Если они соглашаются с таким объяснением,  повторяю опыт. Только теперь обхожусь без бумажки, а нагреваю стакан, ополоснув его кипятком. После этого сомневающихся в правильном объяснении опыта больше не остается.

Опыт 5 (для расчета атмосферного давления).

Нужно взять стеклянную трубку длиной чуть больше 1 м и диаметром 1,5-2 см. Закрыть один конец пробкой, наполнить трубку водой, закрыть открытый конец рукой и опустить в сосуд с водой. Под водой, удерживая трубку вертикально, убирать руку. Вся вода не вылилась. Почему? Что ей помешало? Ученикам не сложно ответить на этот вопрос, что причина в атмосферном давлении. Сложнее другой- какой столб воды может удержать атмосферное давление? Решаем эту задачу вместе. Атмосферное давление должно быть равно давлению воды в трубке. Атмосферное давление берем нормальное- 1013 гПа. Давление воды в трубке определяется по формуле: F= ρ g h

Где:   ρ  -плотность воды, 1000 кг/м3

         g - ускорение свободного падения ,9,8 м/с2

          h - высота столба воды.

Приравнивая это выражение атмосферному давлению, находим высоту, она приблизительно равна 10,3 м.

На этом уроке можно предложить ученикам объяснить действие медицинских приборов – шприца, пипетки, ливера. Вычислить массу и вес воздуха в классе.

После чего можно подвести итог урока в виде беседы- рассуждения об атмосферном давлении и его роли в нашей жизни. В конце урока по результатам (демонстрация, объяснение опыта) выбираются лучшие ученики, им вручаются медали: «Умник» или «Умница».

1. Горев Л.А. «Занимательные опыты по физике», Москва «Просвещение». 1995 год.
2. Билимович Б.Ф. «Физические викторины», Москва «Просвещение», 1997 год.
3. Перельман Я.И. «Занимательная физика», Москва «Наука». 1996 год.